(57)【要約】【課題】主たる放電のための電極以外の補助電極を放電空間に接しないように設けた放電ランプを交流点灯する際に、余分な配線を増やすことなく、ランプ点灯中における前記補助電極（Ｅｔ）の電位を、主たる放電のための両極の前記電極の電位の中間の電位に保持することができ、主たる放電のための前記電極の突起部の成長において両電極で偏りが生ずる問題を回避した放電ランプ点灯回路を提供すること。【解決手段】補助電極に高電圧を印加するためのオートトランス構造を有する高電圧トランスの１次側巻線にパルス電流を供給するトリガ回路と、トリガ回路に給電または給電停止するトリガ給電スイッチ回路と、給電回路の電圧を分圧して主たる放電のための電極と電極に印加される電圧との中間の電圧を生成する分圧回路を設け、分圧回路と高電圧トランスとを接続するようにして、トリガ給電スイッチ回路は、放電ランプの始動時においてはトリガ回路に給電し、放電ランプの始動後においてはトリガ回路に給電停止するように動作させる。【選択図】    図１
2006286451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電空間（Ｌｓ）に、希ガスと１立方ミリメートルあたり０.１５ｍｇ以上の水銀と１立方ミリメートルあたり１０のマイナス６乗からマイナス２乗マイクロモルのハロゲンが封入され、前記放電空間内に一対の主たる放電のための電極（Ｅ１，Ｅ２）が対向配置されると共に、主たる放電のための前記電極（Ｅ１，Ｅ２）以外の補助電極（Ｅｔ）を前記放電空間に接しないように設けた放電ランプ（Ｌｄ）を点灯するための放電ランプ点灯回路（Ｕｂ）であって、
前記放電ランプ（Ｌｄ）に給電する給電回路（Ｕｘ）と、前記給電回路（Ｕｘ）の後段に設置され、前記放電ランプ（Ｌｄ）に印加する電圧を極性反転させるインバータ（Ｕｉ）と、前記補助電極（Ｅｔ）に高電圧を印加するためのオートトランス構造を有する高電圧トランス（Ｔｚ）の１次側巻線（Ｐｚ）にパルス電流を供給するトリガ回路（Ｕｚ）と、前記トリガ回路（Ｕｚ）に給電または給電停止するトリガ給電スイッチ回路（Ｕｙ）と、前記給電回路（Ｕｘ）の電圧を分圧して主たる放電のための前記電極（Ｅ１）と前記電極（Ｅ２）に印加される電圧との中間の電圧を生成する分圧回路（Ｕｖ）と、前記インバータ（Ｕｉ）と主たる放電のための前記電極（Ｅ１，Ｅ２）を接続するための端子（Ｔｅ１，Ｔｅ２）と、前記トリガ回路（Ｕｚ）および前記分圧回路（Ｕｖ）と前記高電圧トランス（Ｔｚ）とを接続するための端子（Ｔｚ１，Ｔｚ２）とを有し、
前記トリガ給電スイッチ回路（Ｕｙ）は、前記放電ランプ（Ｌｄ）の始動時においては前記トリガ回路（Ｕｚ）に給電し、前記放電ランプ（Ｌｄ）の始動後においては前記トリガ回路（Ｕｚ）に給電停止することを特徴とする放電ランプ点灯回路。
【請求項２】
請求項１に記載の放電ランプ点灯回路（Ｕｂ）と、前記高電圧トランス（Ｔｚ）とをケーブルによって接続してなることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
【請求項３】
請求項２に記載の放電ランプ点灯装置（Ｕｐ）と、前記放電ランプ（Ｌｄ）とを接続してなることを特徴とするに記載の光源装置。
【請求項４】
前記高電圧トランス（Ｔｚ）と前記放電ランプ（Ｌｄ）とが一体のユニット（ＵＬ）として構成されることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧水銀ランプを点灯するための放電ランプ点灯回路、および該放電ランプ点灯回路を用いて構成した放電ランプ点灯装置、さらに該放電ランプ点灯装置を用いて構成した光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、液晶プロジェクタやＤＬＰ(TM)プロジェクタのような画像表示用などの光学装置のための光源装置においては、高輝度放電ランプ（ＨＩＤランプ）が使用される。
この種の光学装置のための光源装置に対しては、ランプの長寿命化とともに、放電ランプ点灯装置の小型化が求められる。
【０００３】
この種のランプを点灯する場合、ランプに無負荷開放電圧と呼ばれる電圧を印加した状態で、高電圧を印加して放電空間内に絶縁破壊を発生させ、グロー放電を経てアーク放電に移行させる。
ランプに高電圧を印加する方法として、イグナイタを用いて主たる放電のための電極に高電圧を重畳する方法、すなわち直列トリガ方式の他に、主たる放電のための電極以外の補助電極を放電空間に接しないように設け、前記補助電極に高電圧を印加する方法、すなわち外部トリガ方式がある。
外部トリガ方式には、例えば特開２００２−２７０３８６号、あるいは特開２００３−０１７２８３号に記載のように、直列トリガ方式にない種々の利点があり、特に高電圧トランスを含む高電圧発生部を給電回路部から分離し、放電ランプ（Ｌｄ）の近傍に設置する場合に、その利点を最大限に享受できる。ここ言う利点とは、放電ランプ点灯装置の小型軽量化、低ノイズ化、安全性の向上、低コスト化等に有利な点である。
【０００４】
ところが、特開２００４−０３９５４４号に記載のように、石英ガラスからなる封体で囲まれた放電空間（Ｌｓ）に、希ガスと１立方ミリメートルあたり０.１５ｍｇ以上の水銀と１立方ミリメートルあたり１０のマイナス６乗からマイナス２乗マイクロモルのハロゲンが封入され、前記放電空間内に一対の主たる放電のための電極（Ｅ１，Ｅ２）が２ｍｍ以下の電極間距離で対向配置される放電ランプを交流点灯する場合には、ランプ封体の外表面上または近傍に配設された導体が、主たる放電のための両極の前記電極の電位の中間の電位に保持されなければ、主たる放電のための前記電極の突起部の成長において両電極で偏りが生ずる問題が起こる場合があることが指摘されている。
このため、前記した特開２００４−０３９５４４号においては、外部トリガ方式の場合は、図６に示すように、前記補助電極（Ｅｔ）に高電圧を印加するための高電圧トランス（Ｔｚ’）の２次側巻線（Ｈｚ’）の一端を放電ランプ（Ｌｄ）と並列に接続した２つのコンデンサ（Ｃｍ１，Ｃｍ２）の中間に接続して、ランプ点灯中における前記補助電極（Ｅｔ）の電位を、主たる放電のための両極の前記電極の電位の中間の電位に保持することにより、前記した主たる放電のための前記電極の突起部の成長において両電極で偏りが生ずる問題を回避する技術が記載されている。
【０００５】
しかしながら、前記図６に記載の技術を、前記した高電圧トランスを含む高電圧発生部を給電回路部から分離し、放電ランプ（Ｌｄ）の近傍に設置するものとして、実際の製品として応用する場合には実現・実装上の問題がある。
図７は、前記図６に記載の技術を実際の製品として応用する場合の構成の一例を示したものである。なお、この図に記載されている給電回路（Ｕｘ）、インバータ（Ｕｉ）や、抵抗（Ｒｚ）、コンデンサ（Ｃｚ）、スイッチ素子（Ｑｚ）からなる部分のはたらきは、後述する図３に記載のものと基本的に同様である。
【０００６】
この図から明らかなように、前記高電圧トランス（Ｔｚ’）の前記２次側巻線（Ｈｚ’）の一端を前記コンデンサ（Ｃｍ１，Ｃｍ２）の中間に接続するために、放電ランプ点灯回路（Ｕｂ’）のコネクタ（ＣＮ１’）において余分な端子（Ｔｚ３’）、およびこれと前記２次側巻線（Ｈｚ’）の一端とを接続するための余分なケーブルの配線が必要になる。
前記した画像表示用光学装置においては、小型軽量化、低コスト化の観点から、普通、放電ランプ点灯装置は商用電源ラインと非絶縁の回路として構成される。
したがって、前記端子（Ｔｚ３’）およびこれへの配線は危険電圧部としての商用電源ラインに対する１次回路となるため、ケーブルには所定の絶縁耐力を有する厚さの被覆が必要であり、また前記コネクタ（ＣＮ１’）のコンタクトには所定の引っ張り耐力を有する機械的強度が必要となる。そのため、１次回路の配線ケーブルの追加は、１本と言えども光学装置に求められる小型化や低コスト化の要請に応えるためには大きな障害となる。
【０００７】
前記コンデンサ（Ｃｍ１，Ｃｍ２）については、これを前記放電ランプ点灯回路（Ｕｂ’）ではなく前記高電圧トランス（Ｔｚ’）の近傍に設置することにより、前記端子（Ｔｚ３’）およびこれへの配線を不要とする構成も考えられる。しかしこの場合は、放電ランプ（Ｌｄ）の近傍に設置すべきものが前記高電圧トランス（Ｔｚ’）単体のみであったものに対し、前記コンデンサ（Ｃｍ１，Ｃｍ２）を必要とされる信頼性を伴って追加しなければならなくなるため、前記した特開２００３−０１７２８３号に記載の、コネクタが前記高電圧トランス（Ｔｚ’）を保持する技術を用いたとしても、例えばプリント基板が必要になるなど、光学装置に求められる小型化や低コスト化の要請に応えるためには大きな障害となる。
さらに、ランプの近傍に設置した部品は、ランプの輻射熱によって過熱される環境に設置せざるを得ないが、安全規格上は、トランスではＥ種の１２０℃の耐熱性を有するものが簡単に入手できるのに対し、例えばセラミックコンデンサでは８５℃のものが一般的であり、それより高い耐熱性を有するものの入手は簡単ではないという大きな問題がある。
【特許文献１】特開２００２−２７０３８６号
【特許文献２】特開２００３−０１７２８３号
【特許文献３】特開２００４−０３９５４４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、主たる放電のための電極以外の補助電極（Ｅｔ）を、放電空間に接しないように設けた放電ランプを交流点灯する際に、余分な配線を増やすことなく、ランプ点灯中における前記補助電極（Ｅｔ）の電位を、主たる放電のための両極の前記電極の電位の中間の電位に保持することができ、主たる放電のための前記電極の突起部の成長において両電極で偏りが生ずる問題を回避した放電ランプ点灯回路、放電ランプ点灯装置、光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１の放電ランプ点灯回路は、放電空間（Ｌｓ）に、希ガスと１立方ミリメートルあたり０.１５ｍｇ以上の水銀と１立方ミリメートルあたり１０のマイナス６乗からマイナス２乗マイクロモルのハロゲンが封入され、前記放電空間内に一対の主たる放電のための電極（Ｅ１，Ｅ２）が対向配置されると共に、主たる放電のための前記電極（Ｅ１，Ｅ２）以外の補助電極（Ｅｔ）を前記放電空間に接しないように設けた放電ランプ（Ｌｄ）を点灯するための放電ランプ点灯回路（Ｕｂ）であって、前記放電ランプ（Ｌｄ）に給電する給電回路（Ｕｘ）と、前記給電回路（Ｕｘ）の後段に設置され、前記放電ランプ（Ｌｄ）に印加する電圧を極性反転させるインバータ（Ｕｉ）と、前記補助電極（Ｅｔ）に高電圧を印加するためのオートトランス構造を有する高電圧トランス（Ｔｚ）の１次側巻線（Ｐｚ）にパルス電流を供給するトリガ回路（Ｕｚ）と、前記トリガ回路（Ｕｚ）に給電または給電停止するトリガ給電スイッチ回路（Ｕｙ）と、前記給電回路（Ｕｘ）の電圧を分圧して主たる放電のための前記電極（Ｅ１）と前記電極（Ｅ２）に印加される電圧との中間の電圧を生成する分圧回路（Ｕｖ）と、前記インバータ（Ｕｉ）と主たる放電のための前記電極（Ｅ１，Ｅ２）を接続するための端子（Ｔｅ１，Ｔｅ２）と、前記トリガ回路（Ｕｚ）および前記分圧回路（Ｕｖ）と前記高電圧トランス（Ｔｚ）とを接続するための端子（Ｔｚ１，Ｔｚ２）とを有し、前記トリガ給電スイッチ回路（Ｕｙ）は、前記放電ランプ（Ｌｄ）の始動時においては前記トリガ回路（Ｕｚ）に給電し、前記放電ランプ（Ｌｄ）の始動後においては前記トリガ回路（Ｕｚ）に給電停止することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の請求項２の放電ランプ点灯装置は、請求項１に記載の放電ランプ点灯回路（Ｕｂ）と、前記高電圧トランス（Ｔｚ）とをケーブルによって接続してなることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の請求項３の光源装置は、請求項２に記載の放電ランプ点灯装置（Ｕｐ）と、前記放電ランプ（Ｌｄ）とを接続してなることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の請求項４の光源装置は、請求項３の発明において、前記高電圧トランス（Ｔｚ）と前記放電ランプ（Ｌｄ）とが一体のユニット（ＵＬ）として構成されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明になる放電ランプ点灯回路、放電ランプ点灯装置、光源装置は、余分な配線を増やすことなく、ランプ点灯中における前記補助電極（Ｅｔ）の電位を、主たる放電のための両極の前記電極の電位の中間の電位に保持することができ、主たる放電のための前記電極の突起部の成長において両電極で偏りが生ずる問題を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
先ず、本発明の放電ランプ点灯回路の一つの形態を簡略化して示すブロック図である図１を用いて、本発明を実施するための形態について説明する。降圧チョッパ回路などから構成される給電回路（Ｕｘ）は、放電ランプ（Ｌｄ）の状態あるいは点灯シーケンスに応じて、適合する電圧・電流を出力する。フルブリッジ回路などから構成されるインバータ（Ｕｉ）は、前記給電回路（Ｕｘ）の出力電圧を、例えば周期的に反転した交流電圧に変換して出力し、端子（Ｔｅ１，Ｔｅ２）を介して接続された、前記放電ランプ（Ｌｄ）の一対の主たる放電のための電極（Ｅ１，Ｅ２）に印加される。
【００１５】
高電圧トランス（Ｔｚ）は、１次側巻線（Ｐｚ）と２次側巻線（Ｈｚ）とが、前記高電圧トランス（Ｔｚ）の内部または外部で接続された、いわゆるオートトランス構造を有し、１次側巻線に対する２次側巻線の巻数比、および前記１次側巻線に印加される電圧に応じて昇圧された高電圧を前記２次側巻線（Ｈｚ）に発生し、前記２次側巻線（Ｈｚ）の一方の端子に接続される前記放電ランプ（Ｌｄ）の補助電極（Ｅｔ）に印加することができるように構成される。
【００１６】
トリガ回路（Ｕｚ）は端子（Ｔｚ１，Ｔｚ２）を介して前記高電圧トランス（Ｔｚ）の前記１次側巻線（Ｐｚ）に接続されることにより、トリガ給電スイッチ回路（Ｕｙ）が前記トリガ回路（Ｕｚ）に給電しているときは、前記トリガ回路（Ｕｚ）は、前記１次側巻線（Ｐｚ）に電圧を印加してパルス電流を流すことができ、逆に、前記トリガ給電スイッチ回路（Ｕｙ）が前記トリガ回路（Ｕｚ）への給電を停止しているときは、前記トリガ回路（Ｕｚ）は、前記１次側巻線（Ｐｚ）にパルス電流を流す動作を行わない。
【００１７】
ところで、図１においては、一例として破線で示すように、前記トリガ給電スイッチ回路（Ｕｙ）は、前記トリガ回路（Ｕｚ）が前記給電回路（Ｕｘ）の出力である端子（Ｔ１１）と端子（Ｔ１２）とに接続されて給電を受けたり、接続解除されて給電停止したりするように構成される場合を記載しているが、前記トリガ回路（Ｕｚ）に対する給電元については、前記給電回路（Ｕｘ）の出力に限る必要は無い。例えば、後述する前記給電回路（Ｕｘ）の前段のＤＣ電源（Ｍｘ）から給電を受けるようにしてもよい。
【００１８】
分圧回路（Ｕｖ）は、前記給電回路（Ｕｘ）の電圧を分圧素子、例えば分圧抵抗によって分圧して主たる放電のための前記電極（Ｅ１）と前記電極（Ｅ２）に印加される電圧との中間の電圧を、前記端子（Ｔｚ２）に生成する。
前記したように、前記端子（Ｔｚ２）は前記高電圧トランス（Ｔｚ）の前記１次側巻線（Ｐｚ）に接続され、前記したように、前記高電圧トランス（Ｔｚ）は前記１次側巻線（Ｐｚ）と前記２次側巻線（Ｈｚ）とが接続されたものであり、定常点灯状態では、前記高電圧トランス（Ｔｚ）は動作しないため前記２次側巻線（Ｈｚ）が、したがってこれに接続される前記放電ランプ（Ｌｄ）の補助電極（Ｅｔ）が、主たる放電のための前記電極（Ｅ１）と前記電極（Ｅ２）に印加される電圧との中間の電圧に保持される。
【００１９】
なお、図１の場合のように、回路の構成によっては、前記トリガ給電スイッチ回路（Ｕｙ）が前記分圧回路（Ｕｖ）の一方の分圧抵抗に並列接続されていることにより、始動時において前記トリガ給電スイッチ回路（Ｕｙ）が前記トリガ回路（Ｕｚ）に給電しているときは、前記端子（Ｔｚ２）の電圧が主たる放電のための前記電極（Ｅ１）と前記電極（Ｅ２）に印加される電圧との中間の電圧となる条件が満たされないが、この条件は、定常点灯時おいて概ね満たされておれば十分である。
【００２０】
また、図１では、前記高電圧トランス（Ｔｚ）の前記１次側巻線（Ｐｚ）と前記２次側巻線（Ｈｚ）とが接続されたノードが前記端子（Ｔｚ２）に接続されているが、これを、前記端子（Ｔｚ１）に接続するようにしても構わない。どちらの構造とするかは、前記高電圧トランス（Ｔｚ）の作動時の前記補助電極（Ｅｔ）に印加される高電圧パルスの波形や極性を見て有利な方を選択すればよい。通常は、前記補助電極（Ｅｔ）に印加される高電圧パルスの電圧波形のピーク値の絶対値が大きくなるものを選択することが有利である。
【００２１】
以上のように構成された放電ランプ点灯回路（Ｕｂ）は、高電圧トランスとの接続に際して、その２次側巻線の一端を主たる放電のための両極の前記電極の電位の中間の電位に保持するだけのために高電圧トランスと放電ランプ点灯回路との間に余分な配線を設けることが不要であるため、高電圧トランス（Ｔｚ）と放電ランプ点灯回路（Ｕｂ）と分離し、ケーブルで接続することによって放電ランプ点灯装置（Ｕｐ）を構成することに好適である。このように構成することにより、前記したように、放電ランプ点灯装置の小型軽量化、低ノイズ化、安全性の向上、低コスト化等に有利な利点を享受できる。
【００２２】
また、以上のように構成された放電ランプ点灯回路（Ｕｂ）を用いて構成された放電ランプ点灯装置（Ｕｐ）には、前記したコンデンサ（Ｃｍ１，Ｃｍ２）のような耐熱性の高いものの入手が困難な部品を、前記高電圧トランス（Ｔｚ）とともに組合わせる必要がないため、前記高電圧トランス（Ｔｚ）は、輻射熱によって過熱され易い放電ランプの近傍の場所に設置することができる。したがって、光源装置を構成する際は、前記高電圧トランス（Ｔｚ）と前記放電ランプ（Ｌｄ）とを一体のユニット（ＵＬ）として構成することができる。
【００２３】
次に、発明を実施するための形態について、より具体的な構成を示した実施例図面を用いて説明する。
図２は、図１や後述する実施例に記載の前記給電回路（Ｕｘ）であって、降圧チョッパ回路から構成されるものの簡略化された一例を示すものである。降圧チョッパ回路を基本とした給電回路（Ｕｘ）は、ＰＦＣ等のＤＣ電源（Ｍｘ）より電圧の供給を受けて動作し、放電ランプ（Ｌｄ）への給電量調整を行う。前記給電回路（Ｕｘ）においては、ＦＥＴ等のスイッチ素子（Ｑｘ）によって前記ＤＣ電源（Ｍｘ）よりの電流をオン・オフし、チョークコイル（Ｌｘ）を介して平滑コンデンサ（Ｃｘ）に充電が行われ、この電圧が放電ランプ（Ｌｄ）に印加され、放電ランプ（Ｌｄ）に電流を流すことができるように構成されている。
【００２４】
なお、前記スイッチ素子（Ｑｘ）がオン状態の期間は、スイッチ素子（Ｑｘ）を通じた電流により、直接的に平滑コンデンサ（Ｃｘ）への充電と負荷である放電ランプ（Ｌｄ）への電流供給が行われるとともに、チョークコイル（Ｌｘ）に磁束の形でエネルギーを蓄え、前記スイッチ素子（Ｑｘ）がオフ状態の期間は、チョークコイル（Ｌｘ）に磁束の形で蓄えられたエネルギーによって、フライホイールダイオード（Ｄｘ）を介して平滑コンデンサ（Ｃｘ）への充電と放電ランプ（Ｌｄ）への電流供給が行われる。
【００２５】
前記降圧チョッパ型の給電回路（Ｕｘ）においては、前記スイッチ素子（Ｑｘ）の動作周期に対する、前記スイッチ素子（Ｑｘ）がオン状態の期間の比、すなわちデューティサイクル比により、前記放電ランプへの給電量を調整することができる。ここでは、あるデューティサイクル比を有するゲート駆動信号（Ｓｇ）が給電制御回路（Ｆｘ）によって生成され、ゲート駆動回路（Ｇｘ）を介して、前記スイッチ素子（Ｑｘ）のゲート端子を制御することにより、前記したＤＣ電源（Ｍｘ）よりの電流のオン・オフが制御される。
【００２６】
前記放電ランプ（Ｌｄ）の電極（Ｅ１，Ｅ２）間を流れるランプ電流と、電極（Ｅ１，Ｅ２）間に発生するランプ電圧とは、ランプ電流検出手段（Ｉｘ）と、ランプ電圧検出手段（Ｖｘ）とによって、検出できるように構成される。なお、前記ランプ電流検出手段（Ｉｘ）については、シャント抵抗を用いて、また前記ランプ電圧検出手段（Ｖｘ）については、分圧抵抗を用いて簡単に実現することができる。
【００２７】
前記ランプ電流検出手段（Ｉｘ）よりのランプ電流検出信号（Ｓｉ）、および前記ランプ電圧検出手段（Ｖｘ）よりのランプ電圧検出信号（Ｓｖ）は、前記給電制御回路（Ｆｘ）に入力される。前記給電制御回路（Ｆｘ）は、ランプ始動時は、無負荷開放電圧と呼ばれる、典型的には３００Ｖ程度の電圧を出力し、ランプの始動直後は、前記放電ランプ（Ｌｄ）の電圧が低く、定格電力を供給できないため、初期制限電流と呼ばれる一定電流を出力し、温度上昇とともに前記放電ランプ（Ｌｄ）の電圧が上昇して定格電力を供給できるようになって以降、および定常状態では、前記放電ランプ（Ｌｄ）の電圧に依存して、前記放電ランプ（Ｌｄ）で消費される電力が定格電力となるような値の電流を出力するよう、前記ゲート駆動信号（Ｓｇ）をフィードバック的に生成する。
【００２８】
図３は、前記図１に記載のブロック図を具体化した、本発明の放電ランプ点灯回路の一つの形態を簡略化して示す図である。
インバータ（Ｕｉ）は、ＦＥＴ等のスイッチ素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）を用いたフルブリッジ回路により構成してある。それぞれのスイッチ素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）は、それぞれのゲート駆動回路（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４）により駆動され、前記ゲート駆動回路（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４）は、対角要素のスイッチ素子（Ｑ１，Ｑ３）とスイッチ素子（Ｑ２，Ｑ４）が同時に導通するよう、インバータ制御回路（Ｕｆ）により生成されるインバータ制御信号（Ｓｆ１，Ｓｆ２）により制御される。
【００２９】
ランプ始動時において、トリガ給電スイッチ回路（Ｕｙ）を構成するＦＥＴやバイポーラトランジスタ等のスイッチ素子（Ｑｙ）が導通状態にされると、トリガ回路（Ｕｚ）のなかの抵抗（Ｒｚ）および高電圧トランス（Ｔｚ）の１次側巻線（Ｐｚ）、前記スイッチ素子（Ｑｙ）を介して、比較的ゆっくりとコンデンサ（Ｃｚ）が充電される。したがって、前記コンデンサ（Ｃｚ）の充電電圧は、概ねそのままサイダック等を用いたスイッチ素子（Ｑｚ）に印加される。前記コンデンサ（Ｃｚ）の充電が進んで、前記スイッチ素子（Ｑｚ）に印加される電圧が前記スイッチ素子（Ｑｚ）に固有のスレショルド電圧に達すると、前記スイッチ素子（Ｑｚ）が急速に導通状態に移行する。そのため前記コンデンサ（Ｃｚ）は、前記スイッチ素子（Ｑｚ）および前記高電圧トランス（Ｔｚ）の前記１次側巻線（Ｐｚ）を介して急速に放電し、前記高電圧トランス（Ｔｚ）の前記１次側巻線（Ｐｚ）にパルス電流が流れる。
【００３０】
この動作により、前記したように前記高電圧トランス（Ｔｚ）の２次側巻線（Ｈｚ）に高電圧が発生し、この高電圧は前記放電ランプ（Ｌｄ）の補助電極（Ｅｔ）に印加される。ランプが始動し、主たる放電のための前記電極（Ｅ１，Ｅ２）で放電が開始すると、前記スイッチ素子（Ｑｙ）が非導通状態にされる。なお、前記電極（Ｅ１，Ｅ２）で放電が開始したことは、前記給電制御回路（Ｆｘ）は、前記ランプ電圧検出信号（Ｓｖ）の低下を検出することにより知ることができる。前記スイッチ素子（Ｑｙ）が導通・非導通の制御は、前記給電制御回路（Ｆｘ）よりのトリガ給電スイッチ制御信号（Ｓｙ）により、ゲート駆動回路（Ｇｙ）を介して行う。
【００３１】
分圧回路（Ｕｖ）は、分圧抵抗（Ｒｘ１，Ｒｘ２）により構成される。前記スイッチ素子（Ｑｙ）の導通状態では、前記分圧抵抗（Ｒｘ２）が短絡される形となるが、ランプの放電が開始すると、前記スイッチ素子（Ｑｙ）が非導通状態にされるため、この短絡も解除され、これ以降のランプ点灯中は、前記放電ランプ（Ｌｄ）の補助電極（Ｅｔ）が、主たる放電のための前記電極（Ｅ１）と前記電極（Ｅ２）に印加される電圧との中間の電圧に保持される。
【００３２】
なお、ここでは、前記分圧回路（Ｕｖ）の分圧素子として前記分圧抵抗（Ｒｘ１，Ｒｘ２）を用いるものについて記載したが、分圧素子に流れる電流を積極的には利用しないため、コンデンサなどの実質的に定常電流が流れない素子を用いることもできる。分圧素子として前記したように分圧抵抗（Ｒｘ１，Ｒｘ２）を用いる場合のその抵抗値に関しては、入手が容易で流れる電流を小さくできる数百キロオームから数メガオームに設定することが好適である。
【００３３】
図４は、本発明の放電ランプ点灯回路の他の形態を簡略化して示す図である。この図の回路においては、トリガ給電スイッチ回路（Ｕｙ）は、ツェナダイオード（Ｄｙ）によって構成されている。この場合、前記ツェナダイオード（Ｄｙ）は受動素子であるため、図３のものの場合のような前記トリガ給電スイッチ制御信号（Ｓｙ）に相当する制御信号は不要である。
【００３４】
分圧回路（Ｕｖ）の分圧抵抗（Ｒｘ１，Ｒｘ２）を同じ値にして電圧を半分に分圧するとして、いま、例えば定常点灯時のランプ電圧上限値ＶＬｍａｘを１５０Ｖとすれば、前記ツェナダイオード（Ｄｙ）のツェナ電圧Ｖｚｎｒは、ランプ電圧上限値ＶＬｍａｘの半分より若干高い電圧、例えば８０Ｖに設定すればよい。
また、始動時に給電回路（Ｕｘ）が生成する無負荷開放電圧ＶＬｏｐｎを、例えば３００Ｖとすると、前記分圧回路（Ｕｖ）の出力電圧、すなわち分圧抵抗（Ｒｘ１，Ｒｘ２）による分圧電圧は１５０Ｖと計算され、前記ツェナダイオード（Ｄｙ）にはツェナ電圧の８０Ｖよりも高いため、分圧抵抗（Ｒｘ１）を介して前記ツェナダイオード（Ｄｙ）にツェナ電流が流れ、前記ツェナダイオード（Ｄｙ）にはツェナ電圧の８０Ｖが発生する。
したがって、トリガ回路（Ｕｚ）のなかのコンデンサ（Ｃｚ）には、最高で前記無負荷開放電圧ＶＬｏｐｎとツェナ電圧Ｖｚｎｒとの差２２０Ｖが印加され、またサイダック等を用いたスイッチ素子（Ｑｚ）には、この電圧までしか印加できないため、前記スイッチ素子（Ｑｚ）のスレショルド電圧を、例えば２００Ｖに設定すればよい。
【００３５】
このように構成することにより、図４に記載の放電ランプ点灯回路は、始動時に際して前記給電回路（Ｕｘ）が無負荷開放電圧ＶＬｏｐｎを生成することにより、非導通状態であった前記トリガ給電スイッチ回路（Ｕｙ）に電流が流れることにより、前記トリガ回路（Ｕｚ）に給電が開始され、前記コンデンサ（Ｃｚ）への充電が開始される。
そして、前記コンデンサ（Ｃｚ）が前記スイッチ素子（Ｑｚ）のスレショルド電圧まで充電されると前記スイッチ素子（Ｑｚ）が導通状態に移行し、前記高電圧トランス（Ｔｚ）の前記１次側巻線（Ｐｚ）を介して急速に放電するため、前記高電圧トランス（Ｔｚ）の前記１次側巻線（Ｐｚ）にパルス電流が流れ、前記放電ランプ（Ｌｄ）の前記補助電極（Ｅｔ）に高電圧が印加される。
【００３６】
これによりランプが始動し、主たる放電のための前記電極（Ｅ１，Ｅ２）で放電が開始すると、ランプ電圧、すなわち前記給電回路（Ｕｘ）の出力電圧がアーク放電の電圧、典型的な初期電圧は１０Ｖ程度に急速に低下し、これ以降、ランプ電圧が前記ランプ電圧上限値ＶＬｍａｘ以下である限り、前記分圧回路（Ｕｖ）の出力電圧が前記スイッチ素子（Ｑｚ）のスレショルド電圧に達することがないため、前記スイッチ素子（Ｑｚ）、すなわち前記トリガ給電スイッチ回路（Ｕｙ）は非導通状態に保たれ、前記トリガ回路（Ｕｚ）が給電停止状態に維持される。
【００３７】
図３の放電ランプ点灯回路は、前記トリガ給電スイッチ制御信号（Ｓｙ）によって前記トリガ給電スイッチ回路（Ｕｙ）を能動的に制御して、前記トリガ回路（Ｕｚ）への給電・給電停止を制御する構成のものであったが、このように、特段のトリガ給電スイッチ制御信号（Ｓｙ）を介さずに、受動的に所期の動作を行うように構成することが可能である。
【００３８】
図３の放電ランプ点灯回路には、図６に記載の前記コンデンサ（Ｃｍ１，Ｃｍ２）と同様のコンデンサ（Ｃｖ１，Ｃｖ２）が設置してあるが、これらは前記補助電極（Ｅｔ）の電位を主たる放電のための両極の前記電極の電位の中間の電位に保持するためのものではなく、前記高電圧トランス（Ｔｚ）が作動したときに前記補助電極（Ｅｔ）に高電圧が印加され、放電空間（Ｌｓ）に誘電体バリア放電が発生して前記放電空間（Ｌｓ）が導電性となることにより、前記電極（Ｅ１，Ｅ２）が高電圧にさらされ、この電圧がインバータ（Ｕｉ）を構成する前記スイッチ素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）を破壊する危険から保護するためのものである。前記コンデンサ（Ｃｖ１，Ｃｖ２）の静電容量値の具体例としては、インバータ（Ｕｉ）の極性反転時に流れる電流が過大とならず、かつ前記した危険から保護する効果が発揮できる値として、数十ピコファラッドから数百ピコファラッドに設定することが好適である。
【００３９】
ただし、前記した対角要素のスイッチ素子（Ｑ１，Ｑ３）の何れか、およびスイッチ素子（Ｑ２，Ｑ４）の何れかが導通状態であれば、これらのスイッチ素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）は破壊されることはない。前記対角要素のスイッチ素子（Ｑ１，Ｑ３）の両方、あるいはスイッチ素子（Ｑ２，Ｑ４）の両方が非導通状態の場合でも、前記スイッチ素子（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）が有する静電容量（これらのスイッチ素子がＦＥＴである場合は、ソース−ドレイン間の静電容量）が存在するため、通常は、前記コンデンサ（Ｃｖ１，Ｃｖ２）の設置は必須ではない。
【００４０】
なお、前記したランプ電圧上限値ＶＬｍａｘについては、定常状態のランプ電圧がこのように高い値になるのはランプの寿命が尽きた場合に起きるため、前記した給電制御回路（Ｆｘ）は、定常状態のランプ電圧を監視して、それが前記ランプ電圧上限値ＶＬｍａｘを超えたことを検知した場合は、ランプを消灯するように制御するように構成される。
したがって、定常状態のランプ電圧がランプ電圧上限値ＶＬｍａｘを超えた状態で点灯され、不所望の時期に前記ツェナダイオード（Ｄｙ）が導通して前記高電圧トランス（Ｔｚ）が作動してしまうことは、通常は発生しない。
【００４１】
図５は、本発明の放電ランプ点灯回路の他の形態を簡略化して示す図である。この放電ランプ点灯回路は、先の図３や図４などに対して、高電圧トランス（Ｔｚ）が作動したときに主たる放電のための前記電極（Ｅ１，Ｅ２）に印加される、無負荷開放電圧を増強するためのトランス（Ｔｈ）を追加することにより、放電ランプ（Ｌｄ）の点灯性を改善する工夫を施したものである。
【００４２】
トリガ回路（Ｕｚ）に対し、コンデンサ（Ｃｈ）が追加されて、コンデンサ（Ｃｚ）とともに抵抗（Ｒｚ）とスイッチ素子（Ｑｚ）との接続ノードに接続され、前記トランス（Ｔｈ）の１次側巻線（Ｐｈ）を介して前記コンデンサ（Ｃｈ）が充電されるように構成されている。したがって、高電圧トランス（Ｔｚ）の１次側巻線（Ｐｚ）にパルス電流が流れて補助電極（Ｅｔ）に高電圧パルスが印加されるときは、同様に前記トランス（Ｔｈ）の前記１次側巻線（Ｐｈ）にパルス電流が流れて、２次側巻線（Ｓｈ）に電圧が発生し、給電回路（Ｕｘ）から前記電極（Ｅ１，Ｅ２）に印加される無負荷開放電圧に重畳される。
【００４３】
その結果、放電ランプ（Ｌｄ）の点灯性が改善される。なお、前記トランス（Ｔｈ）については、前記２次側巻線（Ｓｈ）に発生する電圧波形が、前記補助電極（Ｅｔ）に印加される高電圧パルスと好適なタイミングおよび極性となるよう、前記１次側巻線（Ｐｈ）および前記２次側巻線（Ｓｈ）のインダクタンス値および巻線方向を設定すればよい。
【００４４】
なお、前記トランス（Ｔｈ）はインバータ（Ｕｉ）より後段に設けられているため、前記インバータ（Ｕｉ）の極性反転の位相と前記トランス（Ｔｈ）の作動タイミングが無制御であれば、前記トランス（Ｔｈ）の前記２次側巻線（Ｓｈ）が発生する電圧が重畳されることにより、前記電極（Ｅ１，Ｅ２）に印加される電圧の絶対値が、逆に低くなってしまうことも起こり得る。したがって、前記電極（Ｅ１，Ｅ２）に印加される電圧の絶対値が高められるタイミングで前記トランス（Ｔｈ）が作動するよう、トリガ給電スイッチ回路（Ｕｙ）の動作を前記インバータ（Ｕｉ）の極性反転の位相に同期させるか、始動時においては、前記インバータ（Ｕｉ）の極性反転動作を、前記トランス（Ｔｈ）の前記２次側巻線（Ｓｈ）が発生する電圧の極性に適合した条件で停止させることが望ましい。
【００４５】
本明細書に記載の回路構成は、本発明の放電ランプ点灯回路、放電ランプ点灯装置の動作や機能、作用を説明するために、必要最少限のものを記載したものである。したがって、説明した回路構成や動作の詳細事項、例えば、信号の極性であるとか、具体的な回路素子の選択や追加、省略、或いは素子の入手の便や経済的理由に基づく変更などの創意工夫は、実際の装置の設計時に遂行されることを前提としている。
【００４６】
とりわけ過電圧や過電流、過熱などの破損要因からＦＥＴ等のスイッチ素子などの回路素子を保護するための機構、または、給電装置の回路素子の動作に伴って発生する放射ノイズや伝導ノイズの発生を低減したり、発生したノイズを外部に出さないための機構、例えば、スナバ回路やバリスタ、クランプダイオード、（パルスバイパルス方式を含む）電流制限回路、コモンモードまたはノーマルモードのノイズフィルタチョークコイル、ノイズフィルタコンデンサなどは、必要に応じて、実施例に記載の回路構成の各部に追加されることを前提としている。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の放電ランプ点灯回路、放電ランプ点灯装置、光源装置を簡略化して示すブロック図を表す。
【図２】本発明の放電ランプ点灯回路、放電ランプ点灯装置、光源装置の実施例の一部の簡略化された構成を表す。
【図３】本発明の放電ランプ点灯回路、放電ランプ点灯装置、光源装置の実施例の簡略化された構成を表す。
【図４】本発明の放電ランプ点灯回路、放電ランプ点灯装置、光源装置の実施例の簡略化された構成を表す。
【図５】本発明の放電ランプ点灯回路、放電ランプ点灯装置、光源装置の実施例の簡略化された構成を表す。
【図６】従来の超高圧水銀ランプ装置の原理図を表す。
【図７】図６の超高圧水銀ランプ装置の想定される実現例の簡略化された構成を表す。
【符号の説明】
【００４８】
ＣＮ１    コネクタ
ＣＮ１’  コネクタ
Ｃｈ      コンデンサ
Ｃｍ１    コンデンサ
Ｃｍ２    コンデンサ
Ｃｖ１    コンデンサ
Ｃｖ２    コンデンサ
Ｃｘ      平滑コンデンサ
Ｃｚ      コンデンサ
Ｄｘ      フライホイールダイオード
Ｄｙ      ツェナダイオード
Ｅ１      電極
Ｅ２      電極
Ｅｔ      補助電極
Ｆｘ      給電制御回路
Ｇ１      ゲート駆動回路
Ｇ２      ゲート駆動回路
Ｇ３      ゲート駆動回路
Ｇ４      ゲート駆動回路
Ｇｘ      ゲート駆動回路
Ｇｙ      ゲート駆動回路
Ｈｚ      ２次側巻線
Ｈｚ’    ２次側巻線
Ｉｘ      ランプ電流検出手段
Ｌｄ      放電ランプ
Ｌｓ      放電空間
Ｌｘ      チョークコイル
Ｍｘ      ＤＣ電源
Ｐｈ      １次側巻線
Ｐｚ      １次側巻線
Ｐｚ’    １次側巻線
Ｑ１      スイッチ素子
Ｑ２      スイッチ素子
Ｑ３      スイッチ素子
Ｑ４      スイッチ素子
Ｑｘ      スイッチ素子
Ｑｙ      スイッチ素子
Ｑｚ      スイッチ素子
Ｒｘ１    分圧抵抗
Ｒｘ２    分圧抵抗
Ｒｚ      抵抗
Ｓｆ１    インバータ制御信号
Ｓｆ２    インバータ制御信号
Ｓｇ      ゲート駆動信号
Ｓｈ      ２次側巻線
Ｓｉ      ランプ電流検出信号
Ｓｖ      ランプ電圧検出信号
Ｓｙ      トリガ給電スイッチ制御信号
Ｔ０１    端子
Ｔ０２    端子
Ｔ１１    端子
Ｔ１２    端子
Ｔ２１    端子
Ｔ２２    端子
Ｔ３１    端子
Ｔ３２    端子
Ｔｅ１    端子
Ｔｅ１’  端子
Ｔｅ２    端子
Ｔｅ２’  端子
Ｔｈ      トランス
Ｔｚ      高電圧トランス
Ｔｚ’    高電圧トランス
Ｔｚ１    端子
Ｔｚ１’  端子
Ｔｚ２    端子
Ｔｚ２’  端子
Ｔｚ３’  端子
ＵＬ      ユニット
Ｕｂ      放電ランプ点灯回路
Ｕｂ’    放電ランプ点灯回路
Ｕｆ      インバータ制御回路
Ｕｉ      インバータ
Ｕｉ’    インバータ
Ｕｐ      放電ランプ点灯装置
Ｕｖ      分圧回路
Ｕｘ      給電回路
Ｕｙ      トリガ給電スイッチ回路
Ｕｚ      トリガ回路
Ｖｘ      ランプ電圧検出手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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